Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)"

Электрические системы

Электри'ческие систе'мы , совокупность объединённых для параллельной работы электростанций , линии электропередачи , преобразовательных подстанций и потребителей электроэнергии. Э. с. имеет общий резерв и централизованное оперативно-диспетчерское управление для координации работы станций, подстанций и сетей. Часто Э. с. отождествляют с электроэнергетическими системами (ЭЭС), охватывающими теплоэлектроцентрали и тепловые сети. Электроэнергетическая система наряду с централизованным электроснабжением осуществляет централизованное теплоснабжение городов и промышленных центров. В научно-техническом плане переход к более широкому понятию – «ЭЭС» означает рассмотрение и не только электрической части системы и происходящих в ней электрических и электромеханических процессов, но и учёт связанных и с ними механических и тепломеханических процессов, протекающих в турбинах, котлах, трубопроводах.

  ЭЭС различают по установленной мощности , наличию связей с другими системами, структуре, генерирующим мощностям, территориальному охвату, плотности нагрузки, конфигурации. По установленной мощности системы разделяются (в первом приближении) на 3 группы: системы мощностью свыше 5 Гвт, от 1 до 5 Гвт, до 1 Гвт (к последней группе относятся также автономные системы электроснабжения, в том числе системы подвижных объектов – кораблей, самолётов и др.). Структура ЭЭС и установленная мощность зависят от типа и мощности входящих в систему электростанций (тепловых, гидроэлектрических, атомных и др.). Конфигурация ЭЭС и её коммутация могут быть различными (под конфигурацией системы понимается взаимное расположение входящих в ЭЭС электростанций, основных электрических сетей или, в случае объединённой системы, отдельных подсистем; под коммутацией ЭЭС понимаются связи между электростанциями и центрами потребления электроэнергии). Отдельные ЭЭС соединены между собой (в электрической части) магистральными связями, служащими для однонаправленной передачи мощности из одной системы в другую, и межсистемными связями , предназначенными для взаимного обмена мощностью.

  Работа Э. с. (или ЭЭС) характеризуется режимом – совокупностью процессов, определяющих в любой момент времени значения мощностей, напряжений, токов, частоты и других величин, меняющихся в процессе работы системы. Различают установившийся и переходный режимы работы ЭЭС. При установившемся режиме ЭЭС мощность, напряжения, токи и т. д. практически неизменны; при переходном режиме они меняются либо в результате управления, т. н. целенаправленного воздействия персонала или автоматических устройств, – нормальные переходные процессы, либо под действием появившихся случайных возмущений, нарушающих режим системы, аварийные переходные процессы. Соответственно различают нормальный режим, т. е. работу ЭЭС в заданных условиях, при нормальных показателях электроэнергии качества , и аварийный режим, т. е. работу ЭЭС при возникновении в ней аварий, или при показателях качества электроэнергии, отличных от нормальных. Послеаварийный режим определяется как состояние системы после устранения аварийных условий. Качество работы Э. с. в первую очередь зависит от надёжности электроснабжения и показателей качества электроэнергии. Надёжность ЭЭС в целом определяется главным образом устойчивостью э. с. и их способностью противостоять развитию аварий, т. е. живучестью системы. Надёжная работа ЭЭС при авариях в значит. мере обеспечивается противоаварийной автоматикой, содержащей автоматическое регулирование возбуждения , релейную защиту , а также профилактическую защиту, сообщающую о состоянии элементов системы и возникающей опасности их отказа. Противоаварийная автоматика содержит автоматическую разгрузку по частоте (АРЧ), а в ряде случаев и по напряжению (отключение части потребителей при опасном изменении этих параметров режима), автоматическое включение резерва (АРВ), автоматическое повторное включение (АПВ) элементов системы, автоматическую ликвидацию асинхронного хода у части системы, а также ряд других мероприятий.

  Основная задача ЭЭС – обеспечить централизованное энергоснабжение при едином оперативно-диспетчерском регулировании процессов производства, передачи и распределения электроэнергии. В СССР управление работой ЭЭС возложено на диспетчерские службы районных энергоуправлений, подчинённых объединённым диспетчерским управлениям (ОДУ) ЭЭС. Оперативно-диспетчерское управление работой объединённых ЭЭС (ОЭЭС) осуществляется Центральным диспетчерским управлением Единой энергетической системы СССР (см. Энергосистемы диспетчерское управление ).

  Достижение оптимального уровня электрификации страны при наиболее экономичном и бесперебойном электроснабжении требует решения многих научных задач, в том числе по оптимизации развития и оперативному управлению работой ЭЭС. При решении этих задач широко используют системный подход , системный анализ и средства кибернетики .

  Создание ЭЭС обеспечивает экономически целесообразное увеличение мощности электрических станций и энергоагрегатов; повышает надёжность энергоснабжения за счёт более гибкого маневрирования резервами Э. с.; снижает общий (совмещенный) максимум нагрузки вследствие несовпадения суточных пиков нагрузки по отд. районам, что приводит к снижению потребной мощности в объединённой энергосистеме; позволяет устанавливать наиболее выгодные режимы работы для различных типов электростанций и агрегатов; способствует сокращению перевозок топлива и широкому использованию гидроэнергетических ресурсов, часто удалённых от основных потребителей электроэнергии на значительные расстояния.

  Создание связей между Э. с. усиленно ведётся также в странах Западной Европы и в США. Однако образование Единой Э. с. в национальном масштабе не увязывается с капиталистическим способом производства. Электроснабжение, осуществляемое отд. Э. с., связанными только взаимной продажей электроэнергии, часто не обеспечивает требуемого качества электроэнергии, что находит отражение в несоответствии развитой техники технико-экономическим и социальным условиям. Для преодоления этого несоответствия в США, например, пошли по пути создания т. н. пулов и сверхпулов – объединений частных компаний, задача которых заключается в совместной разработке и эксплуатации Э. с.

  В СССР развитие Э. с. неразрывно связано с концентрацией производства электроэнергии и централизацией её распределения. К 1970 было практически завершено создание Единой электроэнергетической системы Европейской части СССР (ЕЭЭС). В её состав вошли 61 районная ЭЭС и 7 ОЭЭС. Созданы ОЭЭС Сибири и Средней Азии. Большое развитие получила международная ЭЭС «Мир» , объединяющая ЭЭС стран – членов СЭВ (см. Энергетические объединения международные ).

  Лит.: Электрические системы. – 1—7, М., 1970—77; Веников В. Л., Мелентьев Л. А., Задачи оптимального оперативного управления в электроэнергетических системах, «Вести. АН СССР», 1975, №7; Чернухин А. А., Флакеерман Ю. Н., Экономика энергетики СССР, 2 изд., М., 1975; Виленский М. А., Экономические проблемы электрификации СССР, М., 1975; Мелентьев Л. А., Оптимизация развития и управления больших систем энергетики, М., 1976.

  В. А. Веников.

Электрические скаты

Электри'ческие ска'ты (Тогреdiniformes), отряд рыб, называемый иногда отрядом гнюсообразных. Тело уплощённое, почти круглое, толстое и мясистое. Длина до 1,8 м, весят до 90 кг. Имеют электрические органы , расположенные по бокам туловища. Обитают в тропических и субтропических морях, в основном на мелководье, некоторые виды – на глубине до 1000 м. Питаются преимущественно донными беспозвоночными. В отряде 3 семейства: Э. с., или гнюсы (Torpedinidae), Narkidae и Temeridae. Особенно широко распространено семейство Torpedinidae, включающее 7 родов с 30 видами. Наиболее богат видами род Torpedo, из которого более других известен обыкновенный Э. с. (Т. marmorata), знакомый ещё древним обитателям Средиземноморья: они использовали его для лечения подагры. У Новой Зеландии обитает слепой Э. с. (Typhlonarke aysoni). Промысловое значение Э. с. невелико.

  Лит.: Жизнь животных, т. 4, ч. 1, М., 1971.

  В. М. Макушок.

«Электрические станции»

«Электри'ческие ста'нции», ежемесячный производственно-технический журнал министерства энергетики и электрификации СССР и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Издаётся в Москве с 1930. Освещает вопросы проектирования и эксплуатации электростанций, электросетей и энергосистем, опыт работы передовых производственных коллективов Минэнерго СССР. Тираж (1978) 10 тыс. экз.

Электрические токи

Электри'ческие то'ки в атмосфере, направленные движения заряженных частиц. В тропосфере и стратосфере Э. т. сводятся к токам конвекции i_k , создаваемым переносом объёмных электрических зарядов потоками воздуха или силой тяжести, токам проводимости i_п , вызванным электрическим полем атмосферы, и токам турбулентной диффузии i_т , возникающим за счёт градиента плотности объёмных зарядов и турбулентного перемешивания в атмосфере. В ионосфере Э. т. создаются также вторжением солнечных корпускул и движением ионосферной плазмы в магнитном поле. Токи конвекции определяют разделение зарядов; их плотность, равная произведению плотности объёмных зарядов на скорость перемещения последних, может существенно меняться во времени и отличаться в разных районах, испытывая периодические суточные и сезонные вариации. В зонах хорошей погоды у земной поверхности вертикальная составляющая j_k ~ 10^-12a ·m^-2, а горизонтальная j_k может доходить до 10^-9 – 10^-8a ·m^-2, внутри грозовых облаков вертикальная составляющая j_k £ 10^-6a ·m^-2. Токи i_п и i_т ограничивают процесс разделения зарядов, вызванный токами конвекции. Плотность тока проводимости j_п равна произведению напряжённости поля Е на электропроводность атмосферы l. В зонах хорошей погоды i_п = (1—3)·10^-12 а ·м^-2 (см. также Атмосферное электричество ). Плотность тока j_т может составлять заметную долю j_п. В стационарных условиях вплоть до значит, высот можно принять, что Э. т. в атмосфере по вертикали постоянен, т. е. j_k+j_п +j_т= const.

  Временные вариации суммарного для всей Земли Э. т. в основном повторяют вариации j_k. Заметные токи возникают в атмосфере при коронировании заострённых предметов в сильном электрическом поле атмосферы, вызывая свечение, – т. н. Эльма огни . Значительные токи, доходящие до сотен тысяч ампер, возникают при разрядах молний .

  Лит.: Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971.

  И. М. Имянитов.

Электрические часы

Электри'ческие часы', см. Часы .

Электрический аппарат

Электри'ческий аппара'т, электротехническое устройство, предназначенное для изменения, регулирования, измерения и контроля электрических и неэлектрических параметров различных устройств, машин, механизмов и т. п., а также для их защиты от перегрузок при недопустимых или аварийных режимах работы. Э. а. используются в системах защиты электрических сетей, в пускорегулирующих устройствах, применяемых в различных производственных процессах (особенно быстро протекающих), транспортных средствах, в системах автоматики и телемеханики, связи и др. Требования, предъявляемые к Э. а., определяются областью их применения, назначением, режимами работы и многими другими факторами.

  По выполняемым функциям Э. а. можно разделить на коммутационные, пускорегулирующие, регулирующие, ограничивающие, измерительные, контрольные. Однако чёткой границы между этими группами нет. Э. а. можно классифицировать также по принципу действия, в зависимости от того, какое физическое явление использовано в основе их устройства (например, электромагнитные, тепловые, индукционные Э. а.). Иногда действие одного Э. а. основывается на нескольких физических явлениях. Различают автоматические и неавтоматические Э. а. В пределах одной группы Э. а. разделяют: по классу точности, напряжению (высокое и низкое), роду тока (постоянный или переменный), способу защиты от окружающей среды (открытые, защищенные, герметизированные и др.), конструктивному исполнению и ряду других признаков.

  Коммутационные Э. а. предназначены для переключений электрических цепей (их коммутации) при нормальных режимах работы, когда действие Э. а. связано с изменением режимов работы цепи, включением и снятием напряжения, или для отключения цепи в аварийном режиме. В этот класс входят сравнительно простые неавтоматические аппараты (например, кнопки управления , рубильники , разъединители ) и более сложные автоматические устройства (например, высоковольтные выключатели). Частота операций, производимых Э. а. этого класса, сравнительно небольшая – от 1 операции в год до нескольких десятков операций в 1 сут.

  Пускорегулирующие Э. а. служат либо для пуска, регулирования частоты вращения и остановки электрических машин, либо для включения и отключения потребителей электроэнергии, а также регулирования процесса потребления энергии. К этому классу Э. а. относятся контакторы , контроллеры , магнитные пускатели , реостаты , дроссели электрические и др. Некоторые из этих Э. а. по непосредственно выполняемым функциям могут быть отнесены к коммутационным (например, магнитные пускатели, контроллеры), но отличаются от них относительно большей частотой выполняемых операций – до нескольких сотен или тыс. операций в 1 ч (см. Пускорегулирующая электроаппаратура ).

  Регулирующие Э. а. используются в электрических цепях для регулирования по заданному закону или поддержания на заданном уровне значений определённых параметров (например, регуляторы, поддерживающие неизменным ток или напряжение – стабилизаторы электрические ).

  Ограничивающие Э. а. служат для защиты электрических цепей в аварийных режимах работы и от токов перегрузки или для ограничения действующего значения токов короткого замыкания. К этому классу Э. а. относятся реакторы электрические , плавкие предохранители , разрядники .

  Измерительные Э. а. предназначены для измерения больших токов и напряжений с использованием стандартных измерительных приборов. К таким Э. а. относятся, например, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения . Применение измерительных Э. а. позволяет обеспечить надёжное гальваническое разделение вторичных цепей (измерения и защиты) и первичных высоковольтных цепей.

  Контрольные Э. а. применяют для измерения и контроля заданных электрических параметров и для воздействия на цепь управления. Информация об изменении параметров поступает обычно на контрольные Э. а. от измерительных трансформаторов или преобразователей.

  Лит.: Чунихин А. А., Электрические аппараты, 2 изд., М., 1975: Таев И. С., Электрические аппараты автоматики и управления, М., 1975; Ройзен С. С., Стефанович Т. Х., Магнитные усилители в электроприводе и автоматике, М., 1970.

  А. М. Бронштейн.

Электрический вал

Электри'ческий вал, многодвигательный электропривод , обеспечивающий согласованное вращение двух или более механизмов, не связанных между собой механически. Наиболее распространён Э. в., в котором два исполнительных двигателя Д₁ и Д₂ (рис. ) соединены с рабочими машинами валами 1 и 2 и с асинхронными электродвигателями A₁ и А₂ . Статорные обмотки электродвигателей подключены к сети трёхфазного тока, а роторные соединены между собой через контактные кольца. Такое включение электродвигателей Д₁ , Д₂ , A₁ и А₂ при несинхронном вращении валов 1 и 2 обеспечивает действие синхронизирующего момента, выравнивающего их частоту вращения; при этом достигается как бы эластичная связь между рабочими машинами.

  Большое практическое значение имеют Э. в. с асинхронными микродвигателями, применяемыми в системах синхронной связи между элементами устройств автоматики.

  Лит.: Сергеев П. С., Электрические машины, М. – Л., 1962.

  М. Д. Находкин.

Электрический вал: 1 и 2 – валы рабочих машин; Д1 и Д2 – электродвигатели рабочих машин; A1 и A2 – асинхронные электродвигатели.

Электрический генератор

Электри'ческий генера'тор, устройство для преобразования какого-либо вида энергии (механической, химической, тепловой, световой) в электрическую. Понятие «Э. г.» является собирательным и не имеет чётких терминологических границ. Часто Э. г. называют генератор электромашинный , хотя в широком смысле понятие Э. г. распространяют на гальванические элементы, электрохимические генераторы , магнитогидродинамические генераторы , термоэмиссионные генераторы, фотоэлектрические генераторы , солнечные батареи и др.

Электрический двигатель

Электри'ческий дви'гатель, см. Двигатель электрический .

Электрический заряд

Электри'ческий заря'д, источник электромагнитного поля, связанный с материальным носителем; внутренняя характеристика элементарной частицы, определяющая её электромагнитные взаимодействия . Э. з. – одно из основных понятий учения об электричестве. Вся совокупность электрических явлений есть проявление существования, движения и взаимодействия Э. з.

  Различают 2 вида Э. з., условно называемые положительным и отрицательным; при этом одноимённо заряженные тела (частицы) отталкиваются, а разноимённо заряженные притягиваются (впервые установлено Ш. Ф. Дюфе в 1733—34). Заряд наэлектризованной стеклянной палочки назвали положительным, а смоляной (в частности, янтарной) – отрицательным. В соответствии с этим условием Э. з. электрона (электрон по-гречески – янтарь) отрицателен. Э. з. дискретен: существует минимальный, элементарный электрический заряд , которому кратны все Э. з. тел. Полный Э. з. замкнутой физической системы, равный алгебраической сумме зарядов слагающих систему элементарных частиц (для обычных макроскопических тел – протонов и электронов), строго сохраняется во всех взаимодействиях и превращениях частиц системы (см. Заряда сохранения закон ). Сила взаимодействия между покоящимися заряженными телами (частицами) подчиняется Кулона закону . Связь Э. з. с электромагнитным полем определяется Максвелла уравнениями .

  В Международной системе единиц Э. з. измеряется в кулонах .

  Л. И. Пономарев.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)"